KR102588062B1 - UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치 - Google Patents

UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치를 개시한다.
본 실시예는 UWB 기반의 실내 위치를 측정하는 다양한 방법(TDoA/삼각측위)을 적용하지 못한 상태로 상용화된 스마트폰에서 BLE 및 Wi-Fi의 위치 측위 방식에 UWB를 이용한 정밀한 거리 정보를 적용하여 UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치를 제공한다.

Description

UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치{Method And Apparatus for Providing Location Positioning by Convergence of Wi-Fi and Bluetooth based on UWB single ranging}
본 발명의 일 실시예는 UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치에 관한 것이다.
이하에 기술되는 내용은 단순히 본 실시예와 관련되는 배경 정보만을 제공할 뿐 종래기술을 구성하는 것이 아니다.
종래 UWB 무선 신호로 위치 정보 인식을 위해 신호 송수신은 TDoA(Time Difference of Arrival) 및 TWR(Two-Way Ranging)를 이용한다. 복수의 기기들 간 무선 간섭없이 통신하도록 시분할(Time Division) 방식을 사용하여 다중 접속(Multiple Access)을 지원하고 있다.
다중 접속을 지원하기 위해 시분할 방식은 일정한 간격을 두고 시간을 할당하고 있다. 해당 값은 신호 전송에 필요한 시간에 여유 공간을 주어 다중 접속할 수 있도록 한다. 정확한 위치 정보를 산출하기 위해서는 TWR 방식을 선호되고 있으나, 전술한 TWR은 신호를 주고받는 구조이기 때문에 TDoA 방식에 비해 시분할 할당 시 다른 간격을 보장해주어야 한다.
종래 UWB 무선 신호로 다중 접속 제어에 대한 규약이 존재하지 않았다. UWB에 다중 접속 제어보다는 무작위 접속(Random Access)을 이용하여 서로의 간섭을 회피하는 정도의 방식을 채택하고 있다.
다중 접속을 지원하기 위해서는 앵커(Anchor)와 스마트폰 사이에 특정 시간 범위 내 무작위 접속을 지원하여 시분할 할당하는 방식을 채택하는 것이 고려되고 있다.
하지만, 무작위 접속을 이용한 통신 방식은 양방향 통신의 정보 제공에 간섭을 일으키게 되어 측위를 위한 목적이 아닌 정보 전달을 목적으로 하는 경우에 대해 보호받지 못하는 경우가 빈번히 발생할 수 있다.
통상 정보 전달의 목적으로 하는 경우 송수신 간에 수신 여부를 확인하는 구조가 필요하기 때문에 즉각 반응하는 무선 통신 구조를 필요로 한다. 더욱이 단순 측위를 위한 TDoA와 TWR을 통시 사용하기에는 종래 기술로는 간섭이 불가피한 구조를 갖고 있기 때문에 정보를 전달하기에는 추가적인 시분할 할당 방안들이 필요하다.
본 실시예는 UWB 기반의 실내 위치를 측정하는 다양한 방법(TDoA/삼각측위)을 적용하지 못한 상태로 상용화된 스마트폰에서 BLE 및 Wi-Fi의 위치 측위 방식에 UWB를 이용한 정밀한 거리 정보를 적용하여 UWB 단일 레인징 기반의 Wi-Fi 및 블루투스 융합 위치 측위 방법 및 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 실시예의 일 측면에 의하면, 측위 서버로부터 인프라 정보를 다운로드하는 인프라 다운로드부; 상기 인프라 정보와 Wi-Fi AP(Access Point)와의 통신을 기반으로 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성하는 Wi-Fi 측위부; 상기 인프라 정보와 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘(Beacon)과의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 기반으로 BLE 기반 측위 결과를 생성하는 BLE 측위부; 상기 Wi-Fi 기반 측위 결과와 상기 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출하는 제1 예측 위치 산출부; 상기 인프라 정보와 UWB(Ultra-WideBand) 앵커(Anchor)와의 통신을 기반으로 UWB 기반 측위 결과를 생성하는 UWB 측위부; 상기 제1 예측 위치에 상기 UWB 기반 측위 결과를 반영하여 제2 예측 위치를 산출하는 제2 예측 위치 산출부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기를 제공한다.
본 실시예의 다른 측면에 의하면, 단말기에서 측위 서버로부터 인프라 정보를 다운로드하는 과정; 상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 Wi-Fi AP와의 통신을 기반으로 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성하는 과정; 상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 BLE 기반 측위 결과를 생성하는 과정; 상기 단말기에서 상기 Wi-Fi 기반 측위 결과와 상기 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출하는 과정; 상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 UWB 앵커와의 통신을 기반으로 UWB 기반 측위 결과를 생성하는 과정; 상기 단말기에서 상기 제1 예측 위치에 상기 UWB 기반 측위 결과를 반영하여 제2 예측 위치를 산출하는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 융합 위치 측위 방법을 제공한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 실시예에 의하면, UWB 기반의 실내 위치를 측정하는 다양한 방법(TDoA/삼각측위)을 적용하지 못한 상태로 상용화된 스마트폰에서 BLE 및 Wi-Fi의 위치 측위 방식에 UWB를 이용한 정밀한 거리 정보를 적용하여 정확한 실내 측위를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB를 이용한 융합 위치 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 2는 본 실시예에 따른 단말기에 탑재된 측위 애플리케이션의 내부 모듈을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 실시예에 따른 Wi-Fi ToF 기반 측위, BLE 기반 삼각 측위, UWB TWR 기반 측위를 나타낸 도면이다.
도 4a,4b는 본 실시예에 따른 UWB의 TWR 기반 위치 측위를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB 융합 위치 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
이하, 본 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB를 이용한 융합 위치 측위 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 융합 위치 측위 시스템은 단말기(110), 측위 서버(120)를 포함한다. 융합 위치 측위 시스템에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말기(110)는 사용자의 키 조작에 따라 네트워크를 경유하여 음성 또는 데이터 통신을 수행하는 전자 기기를 의미한다.
본 실시예에 따른 단말기(110)는 Wi-Fi 모듈, BLE(Bluetooth Low Energy) 모듈, UWB(Ultra-WideBand) 모듈을 탑재한다.
단말기(110)는 Wi-Fi, BLE, UWB를 이용하여 실내 위치를 측위하기 위한 프로그램 또는 프로토콜을 저장하기 위한 메모리, 해당 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비한다.
단말기(110)는 스마트폰(Smart Phone), 태블릿(Tablet), 랩톱(Laptop), 개인용 컴퓨터(PC: Personal Computer), 개인 휴대 단말기(PDA: Personal Digital Assistant), 휴대형 멀티미디어 플레이어(PMP: Portable Multimedia Player), 무선 통신 단말기(Wireless Communication Terminal), 미디어 플레이어 등과 같은 전자 기기일 수 있다.
단말기(110)는 각종 기기 또는 유무선 네트워크와 통신을 수행하기 위한 통신 모뎀 등의 통신 장치, 각종 프로그램과 데이터를 저장하기 위한 메모리, 프로그램을 실행하여 연산 및 제어하기 위한 마이크로프로세서 등을 구비하는 다양한 장치이다. 적어도 일 실시예에 따르면, 메모리는 램(Random Access Memory: RAM), 롬(Read Only Memory: ROM), 플래시 메모리, 광 디스크, 자기 디스크, 솔리드 스테이트 디스크(Solid State Disk: SSD) 등의 컴퓨터로 판독 가능한 기록/저장매체일 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 명세서상에 기재된 동작과 기능을 하나 이상 선택적으로 수행하도록 프로그램될 수 있다. 적어도 일 실시예에 따르면, 마이크로프로세서는 전체 또는 부분적으로 특정한 구성의 주문형반도체(Application Specific Integrated Circuit: ASIC) 등의 하드웨어로써 구현될 수 있다.
단말기(110)는 측위 서버(120)와 별도의 장치로 구현된 것으로 기재하고 있으나, 실제 실시예의 구현에 있어서, 단말기(110)가 측위 서버(120)의 기능을 포함하는 형태의 자립형(Stand Alone) 장치로 구현될 수 있다.
단말기(110)는 메모리 또는 스토리지에 측위 애플리케이션을 탑재하여 융합 위치 측위를 수행한다. 단말기(110)는 메모리 또는 스토리지에 저장된 측위 애플리케이션을 이용하여 BLE , Wi-Fi, UWB를 융합하여 실내 위치를 측위한다.
본 실시예에 따른 단말기(110)는 일반적인 상용 단말기(110)의 싱글 레인징 기능을 API로 이용하여 BLE, Wi-Fi, UWB를 혼용하여 위치를 측위한다. 단말기(110)는 측위 서버(120)로부터 다운로드한 Wi-Fi AP(Access Point), BLE 비콘의 설치 위치를 기반으로 UWB 앵커(Anchor)랑 통신을 수행한다.
단말기(110)는 측위 서버(120)로부터 인프라 정보를 다운로드 한다.
단말기(110)는 BLE, Wi-Fi 기준으로 제1 예측 위치를 측위하고, 제1 예측 위치와 단말기(110)에서 특정 지은 UWB의 앵커에 대해서 TWR(Two Way Ranging)을 수행한다. 단말기(110)는 특정한 UWB 앵커하고의 UWB를 이용해서 TWR을 수행한다. 여기서, 단말기(110)는 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리를 계산한다.
단말기(110)는 UWB 앵커 간에 송수신하는 신호의 신간을 이용하여 UWB 앵커와의 거리를 산출한다. 다시 말해, 단말기(110)는 UWB 앵커 간에 송수신하는 신호의 시간을 산출하고, 시간을 역산해 UWB 앵커와의 거리를 산출한다.
UWB 앵커는 단말기(110)가 거리를 계산할 수 있는 시간을 단말기(110)로 전송한다. 단말기(110)는 UWB 앵커와 송수신한 신호의 시간을 이용해서 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리를 측정한다.
단말기(110)는 BLE 추정 위치를 역으로 선정해서 추정 위치 기반으로 가까운 UWB 앵커를 선택한다. 단말기(110)는 추정 위치 기반으로 UWB의 레인징을 추가적으로 수행한다.
단말기(110)는 Wi-Fi, BLE, UWB를 융합하여 실내 위치를 측위한다. 단말기(110)는 Wi-Fi의 ToF(Time-of-Flight) 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성한다.
단말기(110)는 BLE(Bluetooth Low Energy)의 RSSI(Received Signal Strength Indicator) 기반 핑거프린팅(Fingerprinting) 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 BLE 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출한다.
단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과, BLE 기반 측위 결과, UWB(Ultra WideBand)의 TWR(Two-way Ranging) 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 UWB 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 UWB 기반 측위 결과를 단말기(110)의 최종 실내 측위 결과로 인지한다. 단말기(110)는 제1 예측 위치, UWB 기반 측위 결과를 이용하여 제2 예측 위치를 산출한다.
측위 서버(120)는 하드웨어적으로 통상적인 웹서버(Web Server) 또는 네트워크 서버와 동일한 하드웨어 모듈을 포함한다. 측위 서버(120)는 웹서버 또는 네트워크 서버의 형태로 구현될 수 있다. 측위 서버(120)는 일반적으로 인터넷과 같은 개방형 컴퓨터 네트워크를 경유하여 불특정 다수 클라이언트 또는 다른 서버와 통신한다.
측위 서버(120)는 클라이언트 또는 다른 웹서버의 작업수행 요청에 대응하는 작업 결과를 도출하여 제공하는 컴퓨터 시스템, 컴퓨터 소프트웨어(웹서버 프로그램)를 의미한다.
측위 서버(120)는 전술한 웹서버 프로그램 이외에, 웹서버상에서 동작하는 일련의 응용 프로그램(Application Program) 또는 장치 내부에 구축되어 있는 각종 데이터베이스를 포함한다.
측위 서버(120)는 단말기(110)의 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치를 포함하는 인프라 정보를 저장한다.
도 2는 본 실시예에 따른 단말기에 탑재된 측위 애플리케이션의 내부 모듈을 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 단말기(110)에 탑재된 측위 애플리케이션은 인프라 다운로드부(210), Wi-Fi 측위부(220), BLE 측위부(230), 제1 예측 위치 산출부(240), UWB 측위부(250), 제2 예측 위치 산출부(260)를 포함한다. 단말기(110)에 탑재된 측위 애플리케이션에 포함된 구성요소는 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
단말기(110)에 탑재된 측위 애플리케이션에 포함된 각 구성요소는 장치 내부의 소프트웨어적인 모듈 또는 하드웨어적인 모듈을 연결하는 통신 경로에 연결되어 상호 간에 유기적으로 동작할 수 있다. 이러한 구성요소는 하나 이상의 통신 버스 또는 신호선을 이용하여 통신한다.
도 2에 도시된 단말기(110)에 탑재된 측위 애플리케이션의 각 구성요소는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미하며, 소프트웨어적인 모듈, 하드웨어적인 모듈 또는 소프트웨어와 하드웨어의 결합으로 구현될 수 있다.
인프라 다운로드부(210)는 측위 서버(120)로부터 인프라 정보(BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보)를 다운로드한다. 여기서, 인프라 정보는 BLE 비콘의 설치 위치 정보, Wi-Fi AP의 설치 위치 정보, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 포함한다.
Wi-Fi 측위부(220)는 인프라 정보(Wi-Fi의 AP 설치 위치 정보)와 Wi-Fi AP(Access Point)와의 통신을 기반으로 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성한다. Wi-Fi 측위부(220)는 Wi-Fi AP의 설치 위치와 Wi-Fi AP와의 전파 왕복시간(RTT)을 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성한다.
BLE 측위부(230)는 인프라 정보(BLE 비콘의 설치 위치 정보)와 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘(Beacon)과의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 기반으로 BLE 기반 측위 결과를 생성한다. BLE 측위부(230)는 BLE 비콘의 설치 위치와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 핑거프린팅 방식으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 BLE 기반 측위 결과를 생성한다.
제1 예측 위치 산출부(240)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출한다.
UWB 측위부(250)는 인프라 정보(UWB 앵커의 설치 위치 정보)와 UWB(Ultra-WideBand) 앵커(Anchor)와의 통신을 기반으로 UWB 기반 측위 결과를 생성한다. UWB 측위부(250)는 UWB 앵커의 설치 위치와 UWB 기반의 TWR(Two Way Ranging)을 수행하여 UWB 기반 측위 결과를 생성한다. UWB 측위부(250)는 복수의 UWB 앵커로부터 복수의 UWB 앵커와 송수신한 신호의 시간을 수신한다. UWB 측위부(250)는 송수신한 신호의 시간을 이용해서 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리를 측정한다. UWB 측위부(250)는 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커를 선정한다.
제2 예측 위치 산출부(260)는 제1 예측 위치에 UWB 기반 측위 결과를 반영하여 제2 예측 위치를 산출한다. 제2 예측 위치 산출부(260)는 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 이용하여 가상의 원호를 생성한다. 제2 예측 위치 산출부(260)는 가상의 원호를 지나는 선분을 산출한다. 제2 예측 위치 산출부(260)는 가상의 원호의 중심점과 선분의 교점을 제2 예측 위치로 결정한다.
도 3은 본 실시예에 따른 Wi-Fi ToF 기반 측위, BLE 기반 삼각 측위, UWB TWR 기반 측위를 나타낸 도면이다.
측위 서버(120)는 BLE, Wi-Fi, UWB를 혼합하여 위치 측위를 수행하기 때문에 실내에서의 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 기 저장한다.
단말기(110)는 측위 서버(120)에 연결하여 관리되고 있는 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 다운로드 한다. 단말기(110)는 다운로드한 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 기반으로 융합(Fusion)된 위치 측위를 위한 선행 작업을 준비한다.
단말기(110)는 다운로드한 Wi-Fi AP의 설치 위치와 Wi-Fi AP와의 전파 왕복시간(RTT)을 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 다운로드한 BLE 비콘의 설치 위치와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 핑거프린팅 방식으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 BLE 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출한다.
단말기(110)는 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 기반으로 가장 가까이 위치한 UWB 앵커의 위치를 특정한다. 단말기(110)는 UWB 앵커와 UWB 기반의 TWR(Two Way Ranging)을 수행하여 보다 정확한 실내 위치를 측위한다. 여기서, UWB 앵커는 단말기(110)와의 거리 정보를 계산하지 않고, 단말기(110)가 계산할 수 있는 정보만을 단말기(110)로 전송한다.
측위 서버(120)에서 단말기(110)의 실내 위치를 계산하는 방식이 아니라 단말기(110)에서 측위 서버(120)로부터 수신한 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 기반으로 실내 위치를 계산한다. 따라서, 단말기(110)의 식별정보가 외부로 유출되지 않아 개인정보(Privacy) 관리에 용이하다.
단말기(110)는 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 이용하여 가상의 원호를 지나는 선분을 산출한다. 단말기(110)는 선분과 가상의 원호의 중심점과의 교점을 UWB를 융합한 위치로 결정한다.
도 4a,4b는 본 실시예에 따른 UWB의 TWR 기반 위치 측위를 나타낸 도면이다.
단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 기반으로 제1 예측 위치를 산출한다. 단말기(110)는 복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 기반으로 가장 가까이 위치한 UWB 앵커의 위치를 특정한다.
단말기(110)는 UWB 앵커와 UWB 기반의 TWR을 수행하여 보다 정확한 실내 위치를 측위한다. 여기서, UWB 앵커는 단말기(110)와의 거리 정보를 계산하지 않고, 단말기(110)가 계산할 수 있는 정보만을 단말기(110)로 전송한다.
단말기(110)는 복수의 UWB 앵커와 단말기(110)와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 이용하여 가상의 원호를 지나는 선분을 산출한다. 단말기(110)는 선분과 가상의 원호의 중심점과의 교점을 UWB를 융합한 위치로 결정한다.
단말기(110)는 실내 위치측위 시스템에서 가장 근접한 Wi-Fi AP를 선택한 후 UWB를 이용하여 거리를 측정한다. 단말기(110)는 Wi-Fi 측정 영역과 UWB 거리 정보를 이용하여 최종 융합 위치를 판정한다.
단말기(110)는 가장 가까운 UWB 앵커와의 거리를 측정한 후 가장 가까운 UWB 앵커와의 거리 이내에서 위치를 예측하여 실내 위치를 특정한다. 단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치의 중심과 가장 가까운 UWB 앵커의 설치 위치를 찾는다. 단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 기반으로 거리를 산출한다.
도 5는 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB 융합 위치 측위 방법을 설명하기 위한 순서도이다.
측위 서버(120)는 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치를 포함하는 인프라 정보를 단말기(110)로 전송한다. 단말기(110)는 측위 서버(120)로부터 BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치를 포함하는 인프라 정보를 다운로드한 후 실내 위치 측위를 시작한다(S510).
단말기(110)는 다운로드한 Wi-Fi AP의 설치 위치와 Wi-Fi AP와의 전파 왕복시간(RTT)을 기반으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 다운로드한 BLE 비콘의 설치 위치와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 핑거프린팅 방식으로 단말기(110)의 실내 위치를 측위하여 BLE 기반 측위 결과를 생성한다. 단말기(110)는 Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출한다(S520).
단말기(110)는 복수의 UWB 앵커로부터 복수의 UWB 앵커와 송수신한 신호의 시간을 수신하고, 송수신한 신호의 시간을 이용해서 복수의 UWB 앵커와의 거리를 측정하고, 복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커를 선정한다. 단말기(110)는 복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 기반으로 단말기(110)에서 가장 가까운 UWB 앵커를 선택한다(S530). 단말기(110)는 제1 예측 위치를 기반으로 단말기(110)에서 가장 가까운 UWB 앵커가 선정되었는지의 여부를 확인한다(S540).
단계 S540의 확인 결과, 단말기(110)에서 가장 가까운 UWB 앵커가 미선정된 경우, 단말기(110)는 단말기(110)에서 가장 가까운 UWB 앵커를 제외하고 다른 UWB 앵커를 선정한다(S550).
단계 S540의 확인 결과, 단말기(110)에서 가장 가까운 UWB 앵커가 미선정된 경우, 단말기(110)는 가장 가까운 UWB 앵커와의 거리값을 계산한다.
단말기(110)는 가장 가까운 UWB 앵커와의 거리값을 이용하여, 제1 예측 위치(Wi-Fi 기반 측위 결과와 BLE 기반 측위 결과)를 보완하여 제2 예측 위치를 계산한다(S560). 단말기(110)는 실내 위치 측위에 대한 계산을 재시작한다(S570).
도 5에서는 단계 S510 내지 단계 S570을 순차적으로 실행하는 것으로 기재하고 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 다시 말해, 도 5에 기재된 단계를 변경하여 실행하거나 하나 이상의 단계를 병렬적으로 실행하는 것으로 적용 가능할 것이므로, 도 5은 시계열적인 순서로 한정되는 것은 아니다.
전술한 바와 같이 도 5에 기재된 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB 융합 위치 측위 방법은 프로그램으로 구현되고 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체에 기록될 수 있다. 본 실시예에 따른 Wi-Fi, BLE, UWB 융합 위치 측위 방법을 구현하기 위한 프로그램이 기록되고 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는 컴퓨터 시스템에 의하여 읽혀질 수 있는 데이터가 저장되는 모든 종류의 기록장치를 포함한다.
이상의 설명은 본 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 실시예들은 본 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110: 단말기
120: 측위 서버
210: 인프라 다운로드부
220: Wi-Fi 측위부
230: BLE 측위부
240: 제1 예측 위치 산출부
250: UWB 측위부
260: 제2 예측 위치 산출부

Claims (8)

  1. 측위 서버로부터 인프라 정보를 다운로드하는 인프라 다운로드부;
    상기 인프라 정보와 Wi-Fi AP(Access Point)와의 통신을 기반으로 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성하는 Wi-Fi 측위부;
    상기 인프라 정보와 BLE(Bluetooth Low Energy) 비콘(Beacon)과의 RSSI(Received Signal Strength Indicator)를 기반으로 BLE 기반 측위 결과를 생성하는 BLE 측위부;
    상기 Wi-Fi 기반 측위 결과와 상기 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출하는 제1 예측 위치 산출부;
    상기 인프라 정보와 UWB(Ultra-WideBand) 앵커(Anchor)와의 통신을 기반으로 UWB 기반 측위 결과를 생성하는 UWB 측위부;
    상기 제1 예측 위치에 상기 UWB 기반 측위 결과를 반영하여 제2 예측 위치를 산출하는 제2 예측 위치 산출부;를 포함하고,
    상기 제2 예측 위치 산출부는,
    복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 이용하여 가상의 원호를 생성하고, 상기 가상의 원호를 지나는 선분을 산출하고, 상기 가상의 원호의 중심점과 상기 선분의 교점을 상기 제2 예측 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 인프라 정보는,
    BLE 비콘, Wi-Fi AP, UWB 앵커의 설치 위치 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 Wi-Fi 측위부는
    상기 Wi-Fi AP의 설치 위치와 Wi-Fi AP와의 전파 왕복시간(RTT)을 기반으로 실내 위치를 측위하여 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 BLE 측위부는,
    상기 BLE 비콘의 설치 위치와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 핑거프린팅 방식으로 실내 위치를 측위하여 BLE 기반 측위 결과를 생성하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 UWB 측위부는,
    상기 UWB 앵커의 설치 위치와 UWB 기반의 TWR(Two Way Ranging)을 수행하여 상기 UWB 기반 측위 결과를 생성하는 것을 특징으로 단말기.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 UWB 측위부는,
    상기 복수의 UWB 앵커로부터 상기 복수의 UWB 앵커와 송수신한 신호의 시간을 수신하고, 상기 송수신한 신호의 시간을 이용해서 상기 복수의 UWB 앵커와의 거리를 측정하고, 상기 복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커를 선정하는 것을 특징으로 하는 단말기.
  7. 삭제
  8. 단말기에서 측위 서버로부터 인프라 정보를 다운로드하는 과정;
    상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 Wi-Fi AP와의 통신을 기반으로 Wi-Fi 기반 측위 결과를 생성하는 과정;
    상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 BLE 비콘과의 RSSI를 기반으로 BLE 기반 측위 결과를 생성하는 과정;
    상기 단말기에서 상기 Wi-Fi 기반 측위 결과와 상기 BLE 기반 측위 결과를 이용하여 제1 예측 위치를 산출하는 과정;
    상기 단말기에서 상기 인프라 정보와 UWB 앵커와의 통신을 기반으로 UWB 기반 측위 결과를 생성하는 과정;
    상기 단말기에서 상기 제1 예측 위치에 상기 UWB 기반 측위 결과를 반영하여 제2 예측 위치를 산출하는 과정을 포함하고,
    상기 제2 예측 위치를 산출하는 과정은,
    복수의 UWB 앵커와의 거리 중 가장 가까운 UWB 앵커의 거리값을 이용하여 가상의 원호를 생성하고, 상기 가상의 원호를 지나는 선분을 산출하고, 상기 가상의 원호의 중심점과 상기 선분의 교점을 상기 제2 예측 위치로 결정하는 것을 특징으로 하는 융합 위치 측위 방법.
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